報告書番号

W03027

タイトル（和文）

ガス化炉内現象数値解析ツールを用いた空気吹き石炭ガス化炉の性能予測 -低空気比運転時におけるガス化剤酸素濃度の影響-

タイトル（英文）

Prediction of Air-blown Entrained Flow Coal Gasifier Performance using Numerical Simulation Technique -Effect of Oxygen Concentration of Gasifying Agent in Low Air Ratio Condition-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

空気吹き石炭ガス化炉の高効率化には、低空気比運転による冷ガス効率向上が有効であるが、一方で生成チャー量増大やスラグ排出性低下等、設備コストの増大や安定運転の障害となる可能性がある。こうした問題の対策として酸素富化運転が考えられるが、低空気比条件での酸素富化のガス化性能やスラグ排出性への影響は十分に解明されてない。本報の目的は、数値解析により、低空気比時酸素富化のガス化性能とスラグ排出性との関係を解明し、ガス化炉運転指標を取得することである。本報では、空気比0.39～0.47、酸素濃度21～40%の計12ケースを計算した。その結果、空気比の低下で炉内炭素転換率は低下し生成チャー量は増大すること、また、酸素濃度の増加により炉内炭素転換率は上昇し生成チャー量は減少することが分かった。さらに、スラグ粘度と冷ガス効率について検討し、スラグ排出性維持と高効率運転条件を同時評価可能な運転評価指標を得た。

概要 （英文）

Raising of cold gas efficiency by a low air ratio operation is effective for an improvement of a gasification efficiency of an air-blown coal gasifier. However, there is a possibility of an increase of an equipment cost for increasing product char rate and unstable operation in discharging molten slag in the low air ratio operation. An oxygen enriched air operation is thought as measures of these problems. Neither the gasification performance of the oxygen enrichment in the low air ratio condition nor the influence on the slag dischargement are clarified enough. The purpose of this study is to clarify the relationship between the gasification performance of the oxygen enrichment and the slag dischargement at the low air ratio and to acquire an optimal operation index by a numerical simulation technique. Twelve cases (air ratio 0.39 to 0.47 and oxygen concentration in gasifying agent 21 to 40%) are calculated. As a result, the per pass carbon conversion efficiency decreases and the amount of product char increases due to the decrease in the air ratio. On the other hand, the per pass carbon conversion efficiency increases and the amount of product char decreases due to the increase in the oxygen concentration of gasifying agent. In addition, an operational evaluation index was obtained by the examination of the molten slag viscosity and the cold gas efficiency.

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